Mysql和Redis數據如何保持一致

先闡明一下Mysql和Redis的關系：Mysql是數據庫，用來持久化數據，一定程度上保證數據的可靠性；Redis是用來當緩存，用來提升數據訪問的性能。

關于如何保證Mysql和Redis中的數據一致（即緩存一致性問題），這是一個非常經典的問題。

使用過緩存的人都應該知道，在實際應用場景中，要想實時刻保證緩存和數據庫中的數據一樣，很難做到。

基本上都是盡可能讓他們的數據在絕大部分時間內保持一致，并保證最終是一致的。

緩存不一致是如何產生的

如果數據一直沒有變更，那么就不會出現緩存不一致的問題。

通常緩存不一致是發生在數據有變更的時候。 因為每次數據變更你需要同時操作數據庫和緩存，而他們又屬于不同的系統，無法做到同時操作成功或失敗，總會有一個時間差。在并發讀寫的時候可能就會出現緩存不一致的問題（理論上通過分布式事務可以保證這一點，不過實際上基本上很少有人這么做）。

雖然沒辦法在數據有變更時，保證緩存和數據庫強一致，但對緩存的更新還是有一定設計方法的，遵循這些設計方法，能夠讓這個不一致的影響時間和影響范圍最小化。

緩存更新的幾種設計

緩存更新的設計方法大概有以下四種：

• 先刪除緩存，再更新數據庫（這種方法在并發下最容易出現長時間的臟數據，不可取）

• 先更新數據庫，刪除緩存（Cache Aside Pattern）

• 只更新緩存，由緩存自己同步更新數據庫（Read/Write Through Pattern）

• 只更新緩存，由緩存自己異步更新數據庫（Write Behind Cache Pattern）

接下來詳細介紹一些這四種設計方法

先刪除緩存，再更新數據庫

這種方法在并發讀寫的情況下容易出現緩存不一致的問題

?

如上圖所示，其可能的執行流程順序為：

• 客戶端1 觸發更新數據A的邏輯

• 客戶端2 觸發查詢數據A的邏輯

• 客戶端1 刪除緩存中數據A

• 客戶端2 查詢緩存中數據A，未命中

• 客戶端2 從數據庫查詢數據A，并更新到緩存中

• 客戶端1 更新數據庫中數據A

可見，最后緩存中的數據A跟數據庫中的數據A是不一致的，緩存中的數據A是舊的臟數據。

因此一般不建議使用這種方式。

先更新數據庫，再讓緩存失效

這種方法在并發讀寫的情況下，也可能會出現短暫緩存不一致的問題

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如上圖所示，其可能執行的流程順序為：

• 客戶端1 觸發更新數據A的邏輯

• 客戶端2 觸發查詢數據A的邏輯

• 客戶端3 觸發查詢數據A的邏輯

• 客戶端1 更新數據庫中數據A

• 客戶端2 查詢緩存中數據A，命中返回（舊數據）

• 客戶端1 讓緩存中數據A失效

• 客戶端3 查詢緩存中數據A，未命中

• 客戶端3 查詢數據庫中數據A，并更新到緩存中

可見，最后緩存中的數據A和數據庫中的數據A是一致的，理論上可能會出現一小段時間數據不一致，不過這種概率也比較低，大部分的業務也不會有太大的問題。

只更新緩存，由緩存自己同步更新數據庫（Read/Write Through Pattern）

這種方法相當于是業務只更新緩存，再由緩存去同步更新數據庫。 一個Write Through的 例子如下：

?

如上圖所示，其可能執行的流程順序為：

• 客戶端1 觸發更新數據A的邏輯

• 客戶端2 觸發查詢數據A的邏輯

• 客戶端1 更新緩存中數據A，緩存同步更新數據庫中數據A，再返回結果

• 客戶端2 查詢緩存中數據A，命中返回

Read Through 和 WriteThrough 的流程類似，只是在客戶端查詢數據A時，如果緩存中數據A失效了（過期或被驅逐淘汰），則緩存會同步去數據庫中查詢數據A，并緩存起來，再返回給客戶端

這種方式緩存不一致的概率極低，只不過需要對緩存進行專門的改造。

只更新緩存，由緩存自己異步更新數據庫（Write Behind Cache Pattern）

這種方式性詳單于是業務只操作更新緩存，再由緩存異步去更新數據庫，例如：

?

如上圖所示，其可能的執行流程順序為：

• 客戶端1 觸發更新數據A的邏輯

• 客戶端2 觸發查詢數據A的邏輯

• 客戶端1 更新緩存中的數據A，返回

• 客戶端2 查詢緩存中的數據A，命中返回

• 緩存異步更新數據A到數據庫中

這種方式的優勢是讀寫的性能都非常好，基本上只要操作完內存后就返回給客戶端了，但是其是非強一致性，存在丟失數據的情況。

如果在緩存異步將數據更新到數據庫中時，緩存服務掛了，此時未更新到數據庫中的數據就丟失了。

總結

上面講到的幾種緩存更新的設計方式，都是前人總結出來的經驗，這些方式或多或少都有一些弊端，并不完美，實際上也很難有完美的設計。 大家在做系統設計的時候，也不要去追求完美，要有一些取舍，找到一種最適合自己業務場景的方式就行

作者：追光者